Primera misión para 'tocar' el sol atrapa el viento solar

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Una misión solar que ha estado acercándose en espiral al sol para desentrañar sus secretos ha volado lo suficientemente cerca de la superficie de nuestra estrella para hacer un descubrimiento clave.

Los datos de Parker Solar Probe han descubierto la fuente del viento solar, una corriente de partículas energizadas que fluyen desde la corona, o la cálida atmósfera exterior del sol, hacia la Tierra.

Una de las motivaciones clave detrás de la misión, llamada así por el difunto astrofísico Eugene Parker y lanzada en 2018, fue determinar cómo se ve el viento cuando se forma cerca del sol y cómo escapa de la gravedad de la estrella.

Cuando la sonda se acercó a unos 20,9 millones de kilómetros (13 millones de millas) del sol, sus instrumentos detectaron estructuras finas del viento solar donde se genera cerca de la fotosfera, o la superficie solar, y capturaron detalles efímeros que desaparecen una vez que el viento es expulsado. de la corona.

La nave espacial fue especialmente diseñada para volar eventualmente a 4 millones de millas (6,4 millones de kilómetros) sobre la superficie solar y, a fines de 2021, se convirtió en la primera misión en "tocar" el sol.

Un estudio que detalla los hallazgos solares fue publicado el miércoles en la revista Nature.

El viento solar es una salida continua de plasma, que contiene partículas cargadas como protones y electrones. El fenómeno de largo alcance también incluye parte del campo magnético solar y se extiende mucho más allá de la corona, interactuando con los planetas y el medio interestelar.

Hay dos tipos de este viento. El viento solar más rápido fluye desde los agujeros en la corona en los polos del sol a una velocidad máxima de 497 millas por segundo (800 kilómetros por segundo). El viento solar más lento, ubicado en el mismo plano del sistema solar que la Tierra, fluye a una velocidad más tranquila de 249 millas por segundo (400 kilómetros por segundo).

El rápido viento solar no suele impactar en la Tierra. Pero durante el máximo del ciclo solar, un período de 11 años durante el cual la actividad del sol aumenta gradualmente, el campo magnético del sol se invierte. Este giro hace que los agujeros coronales aparezcan en la superficie del sol y liberen ráfagas de viento solar directamente hacia la Tierra.

Comprender la fuente del viento solar puede ayudar a los científicos a predecir mejor el clima espacial y las tormentas solares que pueden afectar la Tierra.

Aunque pueden causar hermosas auroras, las tormentas solares también pueden afectar los satélites y las redes eléctricas de la Tierra.

"Los vientos transportan mucha información del sol a la Tierra, por lo que comprender el mecanismo detrás del viento del sol es importante por razones prácticas en la Tierra", dijo el coautor del estudio James Drake, distinguido profesor de física en la Universidad de Maryland, College Park, en un declaración. "Eso afectará nuestra capacidad para comprender cómo el sol libera energía y genera tormentas geomagnéticas, que son una amenaza para nuestras redes de comunicación".

Los datos de la nave espacial revelaron que los agujeros coronales actúan como cabezales de ducha, donde los chorros aparecen en la superficie del sol en forma de puntos brillantes, marcando dónde entra y sale el campo magnético de la fotosfera.

A medida que los campos magnéticos se cruzan, moviéndose en direcciones opuestas dentro de estos embudos en la superficie solar, se rompen y se vuelven a conectar, lo que envía partículas cargadas que salen volando del sol.

"La fotosfera está cubierta por células de convección, como en una olla de agua hirviendo, y el flujo de convección a mayor escala se llama supergranulación", dijo el autor principal del estudio, Stuart D. Bale, profesor de física en la Universidad de California, Berkeley, en una declaración.

Nuevas imágenes sin precedentes revelan lo que está sucediendo en el sol a medida que se acerca al 'máximo solar'

"Donde estas células de supergranulación se encuentran y descienden, arrastran el campo magnético en su camino hacia este tipo de embudo descendente. El campo magnético se intensifica mucho allí porque simplemente está atascado. Es una especie de bola de campo magnético que baja a un desagüe. Y la separación espacial de esos pequeños desagües, esos embudos, es lo que estamos viendo ahora con los datos de la sonda solar".

Parker Solar Probe detectó partículas altamente energéticas que viajaban entre 10 y 100 veces más rápido que el viento solar, lo que llevó a los investigadores a creer que el viento solar rápido es creado por la reconexión de campos magnéticos.

"La gran conclusión es que es la reconexión magnética dentro de estas estructuras de embudo lo que proporciona la fuente de energía del rápido viento solar", dijo Bale. "No solo proviene de todas partes en un orificio coronal, está subestructurado dentro de los orificios coronales de estas células de supergranulación. Proviene de estos pequeños paquetes de energía magnética que están asociados con los flujos de convección. Creemos que nuestros resultados son una fuerte evidencia que es la reconexión la que está haciendo eso".

Se espera que el sol alcance el máximo solar en julio de 2025, por lo que ha habido cada vez más informes de erupciones solares y luces del norte y del sur visibles en lugares inesperados. Afortunadamente, Parker Solar Probe y una misión separada, Solar Orbiter, están perfectamente preparados para observar las poderosas y dinámicas fuerzas del sol en juego.

Pero los científicos están agradecidos de que Parker Solar Probe se haya lanzado antes del creciente dramatismo del sol durante el mínimo solar más tranquilo, cuando la actividad caótica no tenía posibilidad de oscurecer las observaciones.

"Hubo cierta consternación al comienzo de la misión de la sonda solar de que íbamos a lanzar esto justo en la parte más tranquila y aburrida del ciclo solar", dijo Bale. "Pero creo que sin eso, nunca hubiéramos entendido esto. Hubiera sido demasiado complicado. Creo que tenemos suerte de haberlo lanzado en el mínimo solar".